בשנת 1919, לאחר תום מלחמת העולם הראשונה, חזרה פולין לעצמאותה. באותה שנה הכירה בה איראן וביססה עימה יחסים דיפלומטיים. בשנת 1927 חתמו שתי המדינות על חוזה ידידות וב-1928 פתחה פולין קונסוליה בתבריז.
בשנת 1942 הגיעו לאיראן כ-120,000 פליטים פולנים, שיצאו מברית המועצות בעקבות הסכם שיקורסקי–מייסקי, בסיוע צבא אנדרס. בטהראן שהו הפליטים בארבעה מחנות, כולל אחד הגנים הפרטיים של השאה האיראני שהוסב למחנה פליטים זמני, ובית חולים מיוחד הוקדש להם. לאחר המלחמה, כמה מהם החליטו להישאר באיראן לצמיתות, להתחתן עם בני זוג איראניים ולהקים משפחות. לאחר מלחמת העולם השנייה, איראן ופולין כוננו מחדש את היחסים הדיפלומטיים באוגוסט 1945. רמת היחסים שודרגה לשגרירויות בשנת 1962.
עם זאת, בשנת 2019, פולין אירחה את ועידת ורשה, כנס אשר בפועל עסק בדרכי התמודדות מול השפעתה של איראן במזרח התיכון. הכנס עורר תגובה זועמת מצד ממשלת איראן, שגינתה את פולין והטיחה בפולין שהם מתנהגים כשכירי חרב של וושינגטון. לאחר מכן ביטלה איראן פסטיבל קולנוע פולני שעמד להתקיים בטהראן.
שתי המדינות חתמו על כמה הסכמים דו צדדיים כגון אמנת ידידות (1927); הסכם סחר (1952); הסכם תחבורה דרכים (1976); הסכם תמיכה הדדית והגנה על השקעות (1998); הסכם למניעת מיסוי כפול (1998); הסכם על תחבורה אווירית (1999) והסכם על שיתוף פעולה בתחום הגנת הסביבה (2002).
יחסי סחר
בשנת 2017 הסתכם הסחר בין איראן לפולין ב-230 מיליון דולר. הייצוא העיקרי של איראן לפולין כולל: נפט גולמי ומוצרי נפט, פטרוכימיקלים, פירות, פירות יבשים (בעיקר פיסטוקים וצימוקים) תמרים, פלסטיק ומוצרי פלסטיק, ברזל ופלדה, שטיחים ושטיחים מותאמים. הייצוא העיקרי של פולין לאיראן כולל: מכונות חקלאיות, מוצרי מזון, ציוד ומכשור רפואי, זכוכית ומכשירים ביתיים.
